Como já foi dito o receptor GPS consegue nos fornecer informações na forma de coordenadas geográficas e/ou UTM da posição do receptor com precisão entre 5 e 20 metros (precisão esta possibilitada após a desativação pelos "gringos" do programa SA - Selective Availability que gerava um erro proposital no posicionamento).
Tal funcionalidade gerou uma série de aplicações de ordem militar e civil, fazendo com que o sistema se desenvolvesse e se aprimorasse, como exemplo, cabe citar as tecnologias: DGPS, WAAS, nova portadora L5 e variados tipos, modelos e fabricantes de receptores GPS. O sistema NAVSTAR-GPS nasceu de pesquisas para fins militares, realizadas pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos.
Graças a importância estratégica de tal sistema, há esforços por parte da União Européia de modo a desenvolver um sistema similar que se chamará GALILEO. E, ainda no tempo da Guerra Fria, a URSS desenvolveu o GLONASS. Referidos esforços visam acabar com o monopólio americano neste setor tecnológico.
O segmento espacial do sistema americano é constituído por 24 satélites que orbitam a Terra em um período de 11 horas e 58 minutos a aproximadamente 20.200 Km de altura. Existem seis planos orbitais, igualmente espaçados de 60 graus, cada plano orbital é ocupado por 4 satélites, permitindo, teoricamente, uma visibilidade entre 5 e 8 satélites em qualquer parte do globo terrestre.
Cada um dos satélites em órbita transmite a hora certa juntamente com sua posição exata e outras informações. O receptor, por possuir a hora sincronizada com o que é difundido pelo satélite, computa o tempo percorrido entre a transmissão e recepção do sinal e o converte em distância, a chamada "pseudo-range". A posição do receptor (latitude, longitude e altitude), tomando o centro da Terra como origem, é calculada quando quatro satélites estiverem visíveis.
É importante ressaltar que dependendo da geometria relativa dos satélites, o sistema de equações pode não ter solução. Por outro lado, se mais de quatro satélites são observados simultaneamente, existirá um conjunto de quatro que fornecerá a solução com menor erro. Para mensurar este efeito da geometria dos satélites em relação ao receptor foi criada uma grandeza escalar conhecida como DOP (Dilution of Precision).
As freqüências portadoras utilizadas no link satélite-receptor são conhecidas como L1 (1.575,42 MHz) e L2 (1.227,60 MHz) com polarização circular à direita (RHCP, "right hand circular polarization"), o que diminui a dependência do receptor quanto ao aspecto de orientação da antena e minimiza os efeitos da propagação na atmosfera.
O receptor GPS processa um sinal extremamente fraco (tipicamente -120 dBm a -136 dBm), praticamente no mesmo nível de um ruído. Para minimizar a dificuldade de se trabalhar com sinais dessa ordem de grandeza, é utilizada a técnica de "espalhamento espectral". Basicamente, o sinal original é multiplicado por um sinal código de freqüência mais alta, gerando o efeito de "espalhamento". O receptor recupera o sinal original a partir da combinação do sinal que chega na antena com uma cópia do mesmo código usado na transmissão.
Em suma, o receptor GPS recebe os sinal dos satélites e calcula a distância até os mesmos, estes cálculos se fundamentam no sincronismo de clock (constantemente corrigido) entre o receptor e o satélite. Sabedor das distâncias até os satélites e da posição dos satélites (almanaque na memória do receptor GPS), tendo por base um sistema de referência (WGS-84) que utiliza o centro da terra como origem, realiza-se os cálculos (triangulação) para estimar seu posicionamento (latitude, longitude e altitude).É claro, esta explicação é demasiadamente superficial mas dá uma idéia de como se processa o funcionamento geral do sistema NAVSTAR-GPS.
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